3: Instrumentos ópticos

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El título de este capítulo es en cierta medida publicidad falsa, porque los instrumentos descritos son los instrumentos de los cursos de óptica de primer año, no instrumentos ópticos del mundo real de la tecnología óptica. Así, un telescopio consiste en una lente de distancia focal larga llamada vidrio objeto y una lente de distancia focal corta llamada ocular, y el aumento es igual a la relación de las longitudes focales. Alguien cuya experiencia con telescopios se limite a este concepto de telescopio apenas reconocería un telescopio real. Un telescopio real consistiría en una masa abrumadora de ingeniería estructural entrelazada con una desconcertante variedad de electrónica, cables y luces intermitentes. No habría lente de distancia focal larga. En cambio habría un espejo enorme probablemente con un agujero en el medio del mismo. No habría ningún ocular, ni nadie que lo mire a través de él. El observador estaría sentado frente a una terminal de cómputos, muy posiblemente en otro continente a miles de kilómetros de distancia.

Así, la intención del capítulo es principalmente dar un poco de ayuda a los estudiantes principiantes que están luchando por responder a la pregunta de examen del tipo “Un microscopio consta de dos lentes de tal y tal distancia focal. ¿Cuál es el aumento?” Nada de esto significa, sin embargo, que los principios simples y fundamentales descritos en este capítulo no se apliquen a los instrumentos reales. Seguramente sí aplican. Esto es sólo un comienzo.

3.1: El espejo de conducción
El espejo de conducción que está afuera del lado del pasajero suele ser un espejo convexo con algunas palabras inscritas en él que dicen algo así como “LOS OBJETOS EN EL ESPEJO ESTÁN MÁS CERCANOS DE LO QUE APARECE” La imagen formada por el espejo convexo es en realidad una imagen erecta, disminuida, virtual, y “aparece” a solo unos centímetros detrás de la superficie del espejo. ¡El objeto está mucho más lejos de lo que “parece” estar!
3.2: La lupa
Dos puntos sobre una lupa para empezar. En primer lugar, aparentemente bastante pocas personas entienden cómo usar este complicado instrumento científico. La forma correcta de usarlo es sujetarlo lo más cerca posible de tu ojo. El segundo punto es que no magnifica en absoluto. El tamaño angular de la imagen es exactamente el mismo que el tamaño angular del objeto.
3.3: Lentes para gafas
Cuando la luz paralela ingresa al ojo relajado, puede enfocarse antes de la retina. En efecto, el cristalino, o la córnea, del ojo es demasiado fuerte, o tal vez el globo ocular es demasiado profundo. Es fácil ver objetos que están de cerca, pero la luz de objetos más distantes se enfoca demasiado pronto. Se dice que el ojo es miope o miope o miope.
3.4: La Cámara
La cámara es una caja con una lente en un lado de la misma y una película fotográfica o un CCD en el lado opuesto. La distancia entre la lente de la cámara y la película se puede cambiar para enfocar objetos a varias distancias. La apertura también se puede cambiar. Con poca luz necesitas abrir la abertura para dejar entrar mucha luz; pero esto hace que la imagen sea menos nítida, y tienes una profundidad de campo menor.
3.5: El Telescopio
Un telescopio es un instrumento óptico que hace que los objetos distantes aparezcan magnificados mediante el uso de una disposición de lentes o espejos y lentes curvados, o varios dispositivos utilizados para observar objetos distantes por su emisión, absorción o reflexión de radiación electromagnética. Los primeros telescopios prácticos conocidos fueron los telescopios refractores inventados en los Países Bajos a principios del siglo XVII, mediante el uso de lentes de vidrio.
3.6: El Microscopio
Recordemos la forma en que funciona un microscopio. En primer lugar, el objetivo produce una imagen real magnificada del objeto. Entonces miras esta imagen primaria con un ocular. El aumento global, entonces, es el producto de la ampliación lineal producida por el objetivo y la ampliación angular producida por el ocular.

Miniatura: El fotógrafo puede ver el tema antes de tomar una imagen junto al espejo. Al tomar una imagen el espejo se balanceará hacia arriba y la luz irá al sensor en su lugar. Lente de la cámara Espejo reflejo Obturador de plano focal Sensor de imagen Pantalla de enfoque mate Lente condensadora Pentaprismo/pentamirror Visor ocular. (CC BY-SA 3.0; Cburnett).